如何合理设置Linux的swap分区

Swap，即交换区，除了安装Linux的时候，有多少人关心过它呢？其实，Swap的调整对Linux服务器，特别是Web服务器的性能至关重要。通过调整Swap，有时可以越过系统性能瓶颈，节省系统升级费用。
Swap的原理是一个较复杂的问题，需要大量的篇幅来说明。在这里只作简单的介绍，在以后的文章中将和大家详细讨论Swap实现的细节。
众所周知，现代操作系统都实现了“虚拟内存”这一技术，不但在功能上突破了物理内存的限制，使程序可以操纵大于实际物理内存的空间，更重要的是，“虚拟内存”是隔离每个进程的安全保护网，使每个进程都不受其它程序的干扰。
Swap空间的作用可简单描述为：当系统的物理内存不够用的时候，就需要将物理内存中的一部分空间释放出来，以供当前运行的程序使用。那些被释放的空间可能来自一些很长时间没有什么操作的程序，这些被释放的空间被临时保存到Swap空间中，等到那些程序要运行时，再从Swap中恢复保存的数据到内存中。这样，系统总是在物理内存不够时，才进行Swap交换。
计算机用户会经常遇这种现象。例如，在使用Windows系统时，可以同时运行多个程序，当你切换到一个很长时间没有理会的程序时，会听到硬盘“哗哗”直响。这是因为这个程序的内存被那些频繁运行的程序给“偷走”了，放到了Swap区中。因此，一旦此程序被放置到前端，它就会从Swap区取回自己的数据，将其放进内存，然后接着运行。
需要说明一点，并不是所有从物理内存中交换出来的数据都会被放到Swap中（如果这样的话，Swap就会不堪重负），有相当一部分数据被直接交换到文件系统。例如，有的程序会打开一些文件，对文件进行读写（其实每个程序都至少要打开一个文件，那就是运行程序本身），当需要将这些程序的内存空间交换出去时，就没有必要将文件部分的数据放到Swap空间中了，而可以直接将其放到文件里去。如果是读文件操作，那么内存数据被直接释放，不需要交换出来，因为下次需要时，可直接从文件系统恢复；如果是写文件，只需要将变化的数据保存到文件中，以便恢复。但是那些用malloc和new函数生成的对象的数据则不同，它们需要Swap空间，因为它们在文件系统中没有相应的“储备”文件，因此被称作“匿名”(Anonymous)内存数据。这类数据还包括堆栈中的一些状态和变量数据等。所以说，Swap空间是“匿名”数据的交换空间。

我记得曾经有人对Swap分区大小的设置这样评论过：“只要不怕浪费硬盘的话越大越好，因为linux内核在物理内存完全用完之前不会去动swap”
不过根据我的经验，可能不是这样喔！太大的 swap 空间会造成 kernel 以为有巨大的内存空间而毫不节制的想要把数据捉进内存中，从而导致 kernel 一直在做 memory swap，连带拖慢系统响应时间。
老实说，1G RAM 如果不跑 p2p 之类的东西，那设个 256MB 就够用了；有 2G 的话连设都不要设。
另外如果说真的因为某一软件确实需要巨大内存空间才能运作的话，那只好在 swap 上动手脚，但为了效能最好分散在多个实体硬盘上（等于类似 raid 效果）！
其实如何设置Swap分区的大小是最能检查一个Linux系统管理员的水平的测试，Swap到底该如何设置呢？我是这样认为的：首先我们需要了解这台服务器都要运行哪些程序、他们各自占用的内存大小为多少，经过确切的检查后，Swap分区的大小可以这样确定：
( 内存大小   Swap分区大小 ) * 80%或70% = 程序需要占用总内存数
Swap分区在程序测试期间也有很大的用途，例如管理员能够通过Swap分区的使用状况，监测系统内存是否出现泄露，同时对Web项目等应用也可以提供一个比较好的流量峰值缓冲作用。一个Linux系统管理员要能够通过监测Swap分区的使用情况，对系统、程序有一个合理的评价。

Swap空间的分配固然很重要，而系统运行时的性能监控却更加有价值。通过性能监视工具，可以检查系统的各项性能指标，找到系统性能的瓶颈。本文只介绍一下在Solaris下和Swap相关的一些命令和用途。  

最常用的是Vmstat命令（在大多数Unix平台下都有这样一些命令），此命令可以查看大多数性能指标。  
例如：  
# vmstat 3  
procs memory swap io system cpu  
r b w swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id  
0 0 0 0 93880 3304 19372 0 0 10 2 131 10 0 0 99  
0 0 0 0 93880 3304 19372 0 0 0 0 109 8 0 0 100  
0 0 0 0 93880 3304 19372 0 0 0 0 112 6 0 0 100  
…………  
命令说明：  
vmstat 后面的参数指定了性能指标捕获的时间间隔。3表示每三秒钟捕获一次。第一行数据不用看，没有价值，它仅反映开机以来的平均性能。从第二行开始，反映每三秒钟之内的系统性能指标。这些性能指标中和Swap有关的包括以下几项：  

procs下的w  
它表示当前（三秒钟之内）需要释放内存、交换出去的进程数量。  
memory下的swpd  
它表示使用的Swap空间的大小。  
Swap下的si，so  
si表示当前（三秒钟之内）每秒交换回内存（Swap in）的总量，单位为kbytes；so表示当前（三秒钟之内）每秒交换出内存（Swap out）的总量，单位为kbytes。  
以上的指标数量越大，表示系统越忙。这些指标所表现的系统繁忙程度，与系统具体的配置有关。系统管理员应该在平时系统正常运行时，记下这些指标的数值，在系统发生问题的时候，再进行比较，就会很快发现问题，并制定本系统正常运行的标准指标值，以供性能监控使用。  
另外，使用Swapon-s也能简单地查看当前Swap资源的使用情况。例如：  
# swapon -s  
Filename Type Size Used Priority  
/dev/hda9 partition 361420 0 3  
能够方便地看出Swap空间的已用和未用资源的大小。  
应该使Swap负载保持在30%以下，这样才能保证系统的良好性能。  
有关Swap操作的系统命令  

增加Swap空间，分以下几步：  
1)成为超级用户  
$su – root  
2)创建Swap文件  
# dd if=/dev/zero of=swapfile bs=1024 count=65536  
创建一个有连续空间的交换文件。  
3)激活Swap文件  
#/usr/sbin/swapon swapfile  
swapfile指的是上一步创建的交换文件。 4)现在新加的Swap文件已经起作用了，但系统重新启动以后，并不会记住前几步的操作。因此要在/etc/fstab文件中记录文件的名字，和Swap类型，如：  
/path/swapfile none Swap sw,pri=3 0 0  
5)检验Swap文件是否加上  
/usr/sbin/swapon -s  

删除多余的Swap空间。  
1)成为超级用户  
2)使用Swapoff命令收回Swap空间。  
#/usr/sbin/swapoff swapfile  
3)编辑/etc/fstab文件，去掉此Swap文件的实体。  
4)从文件系统中回收此文件。  
#rm swapfile  
5)当然，如果此Swap空间不是一个文件，而是一个分区，则需创建一个新的文件系统，再挂接到原来的文件系统上。